基于ZnO納米線陣列的光電化學(xué)電池型自供能紫外探測(cè)器的制備和研究.pdf

1、紫外探測(cè)器被廣泛地運(yùn)用在軍事和生活中，迄今為止，硅基紫外探測(cè)器仍然主導(dǎo)了紫外探測(cè)器的市場(chǎng)，它們有著比較高的靈敏度和良好的信噪比以及快的響應(yīng)速度。在20世紀(jì)80年代末，隨著寬禁帶半導(dǎo)體材料與器件技術(shù)的快速發(fā)展，得益于寬禁帶半導(dǎo)體卓越的物理化學(xué)性能和潛在技術(shù)優(yōu)勢(shì)，基于寬禁帶半導(dǎo)體的紫外探測(cè)器有望取代傳統(tǒng)的硅基紫外探測(cè)器，具有更廣泛的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿?。相比于傳統(tǒng)的硅基紫外探測(cè)器，寬禁帶半導(dǎo)體紫外探測(cè)器在對(duì)見光盲區(qū)的探測(cè)中，不需要用到結(jié)構(gòu)復(fù)雜

2、且價(jià)格不菲的濾光片，能實(shí)現(xiàn)直接探測(cè)。因而，寬禁帶半導(dǎo)體紫外探測(cè)器在空間通訊、航天航空等領(lǐng)域中都受到了廣泛的關(guān)注。
　　氧化鋅是一種寬禁帶的半導(dǎo)體材料(室溫下禁帶寬度為3.37 eV)，它有著良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，在過去20年中，氧化鋅材料越來越受到關(guān)注。迄今為止，有許多關(guān)于基于ZnO的紫外探測(cè)器的報(bào)道，諸如光電導(dǎo)型、金屬-半導(dǎo)體-金屬(MSM)、p-i-n、p-n結(jié)型、肖特基結(jié)型等。這些結(jié)構(gòu)的探測(cè)器往往需要嚴(yán)格的外延生長(zhǎng)過程

3、，同時(shí)需要昂貴的單晶襯底，操作中仍需要外加電壓，這些過程通常都伴隨著高昂的費(fèi)用。
　　而光電化學(xué)電池(PECC)型紫外探測(cè)器，可以直接將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)探測(cè)，這個(gè)過程不需要額外的外加電壓，是一種自驅(qū)動(dòng)的紫外探測(cè)器，材料的制備過程所需的實(shí)驗(yàn)條件并不苛刻，相對(duì)容易制得，探測(cè)器的探測(cè)速度較快，在未來有潛力成為主流的紫外探測(cè)器。目前為止，相關(guān)的報(bào)道還比較少，關(guān)于ZnO基的PECC型的紫外探測(cè)器報(bào)道更為有限，且報(bào)道的器件的響應(yīng)度太低

4、，還有著巨大的提升空間，需要更多的探索過程。
　　基于上述分析，本文的研究將圍繞提高ZnO基PECC型的探測(cè)性能而展開。和ZnO薄膜相比，納米線陣列具有很大的比表面積并可以為載流子提供快速的定向傳輸通道，本文通過水熱法生長(zhǎng)了有著較高晶體質(zhì)量的ZnO納米線陣列緊接著制備了基于ZnO納米陣列的紫外探測(cè)器，探測(cè)性能相對(duì)于其他課題組的報(bào)道有所提高但仍然有限。在此基礎(chǔ)上，本文繼續(xù)探索了提高器件性能的有效方法，我們利用金屬的局域表面等離子體共